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Eletrônica molecular ganha novo aliado : transistores com nanotubos de carbono auto-alinhados.

Os constituintes que integram um único nanotubo de carbono monoparede como elemento ativo não parecem ser dispositivos adaptados para se obter correntes de saída importantes, por outro lado, sua realização ainda sofre com problemas de reprodutibilidade, devidos às dificuldades inerentes a sua fabricação que requer a manipulação de nanotubos individualmente.

Uma outra via consiste em desenvolver dispositivos que utilizam como elementos ativos uma população importante de nanotubos: pode-se assim ganhar nas densidades de corrente transportadas, conservando as excelentes propriedades de condução dos nanotubos e facilitando a fabricação desses componentes. Com esta perspectiva, pesquisadores da Universidade de Illinois, da Universidade de Lehih e da Universidade de Purdue, as três americanas, desenvolveram uma abordagem que utiliza redes de nanotubos auto-alinhados horizontalmente, fabricados maciçamente sobre um substrato isolante.

Para obter fileiras de nanotubos alinhadas horizontalmente, os pesquisadores fizeram crescer - via deposição química de vapor (CVD - Chemical Vapor Deposition) - nanotubos de carbono sobre um substrato de quartzo, sobre o qual previamente depositaram linhas paralelas de nanopartículas de ferro, que catalisam o crescimento dos nanotubos na direção desejada. Os nanotubos monoparede obtidos têm o diâmetro de 1 nanômetro e um comprimento que pode ir até 300 micrômetros.





Imagem de um microscópio eletrônico de varredura (SEM) de um padrão de nanotubos de carbono, alinhados linearmente, formados por deposição química de vapor, crescidos sobre um substrato de quartzo. As estrias brilhantes horizontais correspondem às regiões do ferro usado como catalisador.

Créditos: John A. Rogers


As fileiras de nanotubos foram usadas pelos pesquisadores para a construção de transistores, os quais foram fabricados implantando-se eletrodos de fonte e dreno na extremidade dos nanotubos, por um processo de litografia com lift-off [1].

Tais transistores, que são constituídos de, aproximadamente, 1000 nanotubos, permitem uma mobilidade de 1000 cm2/V.s, uma transcondutância de 3000 S/m e uma corrente de saída de 1 A, o que representa uma corrente 1000 vezes superior àquela obtida nos transistores de nanotubos individuais.

Em razão de suas dimensões, não se objetiva utilizar esse tipo de transistor em microprocessadores, mas antes em sistemas que necessitam uma amplificação de corrente importante à uma freqüência elevada. Os pesquisadores demonstraram igualmente que podiam fabricar tais transistores sobre substratos plásticos flexíveis, o que poderia permitir, no futuro, utilizá-los para a produção de telas flexíveis.


University of Illinois (http://www.news.uiuc.edu), consultado em 18 de abril, 2007 (Tradução - MIA).


Nota do Managing Editor: [1] Resumidamente: "Lift-off" é um método simples e fácil para criação de padrões em filmes que são obtidos por deposição. Um padrão é definido no substrato usando um fotoresiste (fina camada de material orgânico fotossensível que se deposita sobre um substrato. Um filme, freqüentemente metálico, é depositado em todo o substrato cobrindo o fotoresiste e áreas onde não há fotoresiste. Durante o processo, o fotoresiste é removido com solventes, deixando somente o filme que foi depositado diretamente no substrato. Detalhes sobre este processo podem ser obtidos em: http://snf.stanford.edu/Process/Lithography/liftoff.html.


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